鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1269次 | 2021年04月30日
磷酸鐵鋰鋰離子電池與三元鋰離子電池哪種性能比高？
首先我們先談幾個低級的技術(shù)層面謠言：
1、太陽能路燈使用12V的蓄電池比3.2V磷酸鐵鋰離子電池的亮度更高
現(xiàn)在我問問一個很常識性的問題：汽車用的大燈和家里的照明燈哪個亮度高？
汽車大燈一般12V或24V，家里的照明燈都是220V，很低級的技術(shù)常識告訴我們，亮度和電壓是沒有直接關(guān)系的。
2、3.2V磷酸鐵鋰離子電池的結(jié)構(gòu)太過簡單
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這點(diǎn)倒也沒有說錯，3.2V是比12V的系統(tǒng)簡潔一些，關(guān)鍵點(diǎn)不在這。大家都了解，鐵鋰要串聯(lián)到12V須在四節(jié)電池間做節(jié)間保護(hù)和勻流均衡，但是，這關(guān)于串聯(lián)的四節(jié)電池一致性要求很高，關(guān)于每節(jié)電池工作時的溫度一致性要求更高這一點(diǎn)太陽能燈在戶外是很難保證的。沒錯，假如是戶內(nèi)使用的筆記本電腦或者戶外電動汽車，你可以使用昂貴的BMS系統(tǒng)來做到這一點(diǎn)，但是關(guān)于區(qū)區(qū)幾百元的太陽能燈具，甚至都不夠保護(hù)器芯片的價格。再加上鐵鋰離子電池大都用的是梯次利用電池和所謂的B品（A品價格這幾年一直是鉛酸的3倍以上，不可能被大量采用）。電池一致性就更不必說了。
因此，結(jié)構(gòu)簡單不要節(jié)間保護(hù)的3.2V獲得了空前的機(jī)會，6年測試下來，故障率甚至遠(yuǎn)低于市電路燈。順便說一下，三元鋰本身是A品沒毛病，但其出身大多數(shù)重要是室內(nèi)產(chǎn)品（筆記本、充電寶等），不宜戶外。
易燃易爆本身也是可以控制（三星例外），但條件是要有足夠的BMS成本（特斯拉），燈具兄弟們顯然沒這個條件。所以，光伏路燈著火爆炸的清一色12V三元鋰。燒壞的燈可以換一盞，若點(diǎn)著了森林，制造商、工程商就不是賠錢那么簡單了。
3、3.2V磷酸鐵鋰離子電池電流過大，會燒壞MOS和電線
這個觀點(diǎn)非常搞笑了，區(qū)區(qū)不足百瓦，現(xiàn)在的高導(dǎo)通MOS，IGBT技術(shù)已經(jīng)很白菜價了，在50A的電流下不過才幾元錢，電線就更不必說了，一共幾十公分長的線，你連加粗一點(diǎn)的勇氣都沒有？我看是長期偷工減料的慣性思維在作怪。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
4、3.2V磷酸鐵鋰離子電池不宜于恒流智能控制和最大功率點(diǎn)追蹤
反駁這個觀點(diǎn)之前，我先說個技術(shù)常識：3.2V磷酸鐵鋰離子電池的充滿和放空之間的電壓波動很小，重要容量的釋放集中在2.9V-3.3V之間，恰好落在了白光LED的結(jié)電壓范圍里這是上帝設(shè)計(jì)的量子糾纏。即使用滿電去驅(qū)動白光LED也不會超過LED最大額定的功率，所以，PWM控制足矣，不必再加上故障率很高的恒流驅(qū)動。其次，有關(guān)智能控制和最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT），我認(rèn)為，這些當(dāng)年都是為了降低高昂的電池板和蓄電池成本設(shè)計(jì)的，只是有些人目前還覺得光伏的故事沒講完，控制器的故事還沒講完，存量思維。新能源補(bǔ)貼基本歇菜了，鋰離子電池和電池板已經(jīng)便宜到今天這個程度了不算燈桿，也就是鋪設(shè)20米電纜的價格，而每盞路燈至少要50米電纜。
用這種底層算法，太陽能電池板低于30元/瓦時，光跟蹤技術(shù)廢了，低于15元/瓦時MPPT（最大功率點(diǎn)追蹤）沒有意義了，現(xiàn)在是低于2元/瓦，電纜廢了，國家補(bǔ)貼完全沒有必要了。
不能為了賣點(diǎn)設(shè)計(jì)要而去用MPPT講故事，直接簡單地加點(diǎn)電池板更便宜可靠。智能控制也是相同，太陽能路燈大部分是裝在落后地區(qū)的，我不相信村電工每天拿著手機(jī)跑幾十里山路去調(diào)光控時間，更像是偽需求，有這功夫，加大電池配置更省錢省力要么不懂技術(shù)，要么就是為了高價賣控制器。
所有太陽能路燈均選擇3.2V的磷酸鐵鋰離子電池作為蓄電池！
下面我介紹一下單節(jié)磷酸鐵鋰離子電池3.2V的優(yōu)點(diǎn)：
1、電池沒有均衡問題，壽命可以在15年以上
因?yàn)榱姿徼F鋰離子電池清一色為電動汽車生產(chǎn)的生產(chǎn)商幾乎全是主板上市公司，戶外環(huán)境3C的放電強(qiáng)度，出身設(shè)計(jì)根正苗紅。轉(zhuǎn)到路燈上，只有0.1-0.3C的充電強(qiáng)度，車上用8年太陽能路燈上用15年沒有問題。我常舉例說明比如讓劉翔年齡太大了不能百米跨欄了，讓他練習(xí)慢走肯定能服役到80歲。
2、控制器和燈珠直接貼在一起，可靠性極大提高，安裝工只要插一下直流插頭即可。
3、弱光發(fā)電好很多，光伏路燈晴天誰都能做好，關(guān)鍵是弱光的陰雨天珍貴發(fā)電量。道理很簡單，光伏效應(yīng)靠光照強(qiáng)度出現(xiàn)電動勢（電壓)，通俗點(diǎn)講，開車上坡起步時，你是掛一檔還是掛四擋？3.2V在陰雨天不會截止弱電流充電。
4、LiFePO4看分子式就了解，鐵鋰離子電池沒有重金屬，沒有稀缺資源，一定會成為廉價而干凈的儲能電池。而三元鋰中的鈷非常稀缺，鈷酸鹽僅去年就漲了三倍。
5、優(yōu)點(diǎn)還有幾個，過段日子再說出來同行分享。
最后有很多人會問任何事物都有它的兩面性，那我也說說幾個3.2V磷酸鐵鋰離子電池的缺點(diǎn)。
①接線確實(shí)要加粗，插頭我們甚至用上特種級的了。
②對供應(yīng)鏈管理和生產(chǎn)裝備要求很高，比如，鐵鋰生產(chǎn)商起步一般是主板上市公司，有資金和量的門檻；再比如，全并聯(lián)對LED供應(yīng)商要求很高，我們只用全球第一的日亞化工，批次容差在百萬分之一以下。
③對鉛酸廠家，控制器廠家，三元鋰廠家有顛覆性破壞，而傳統(tǒng)的政府招標(biāo)文件一般由他們編寫。
④以上幾點(diǎn)，歸納一句話，對低故障率、長壽命、高性價比的訴求，才是多年來光伏路燈行業(yè)的真實(shí)痛點(diǎn)，兩害相權(quán)取其輕，我們用六年時間，上千萬盞燈的踐行，證明并且確信，選擇3.2V磷酸鐵鋰離子電池才是未來。
目前越來越多的競爭同行在選擇3.2V磷酸鐵鋰離子電池的技術(shù)路徑。過幾天，我們將推出日亞光源150瓦，3萬流明以上的高亮度太陽能路燈，將會成為單燈頭里最亮的光伏路燈，十五年壽命。
綜上所述，3.2V磷酸鐵鋰離子電池當(dāng)下已經(jīng)漸成大勢，國內(nèi)很多規(guī)模很小的廠，在沒有任何技術(shù)背景的條件下，簡單模仿了這一技術(shù)路徑，故障率和性價比，壽命都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于12V產(chǎn)品。就寫到這里，單節(jié)磷酸鐵鋰離子電池3.2V微電網(wǎng)新照明時代已拉開大幕，感謝所有的3.2V磷酸鐵鋰離子電池同行，大家一起努力剪斷電纜，用陽光的覆蓋代替最后五公里的戶外電網(wǎng)。
二者差別
【1】什么是磷酸鐵鋰離子電池
所謂磷酸鐵鋰離子電池，就是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。這一類電池的特點(diǎn)是不含貴重金屬元素(比如鈷等)。在實(shí)際使用中，磷酸鐵鋰離子電池具有耐高溫，安全穩(wěn)定性強(qiáng)，價格便宜，循環(huán)性能更好的優(yōu)勢。
【2】什么是三元材料鋰離子電池
而三元材料鋰離子電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料，石墨作為負(fù)極材料的鋰離子電池。與磷酸鐵鋰不同，三元鋰離子電池電壓平臺很高，這也就意味著在相同的體積或是重量下，三元鋰離子電池的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充電、和耐低溫性能等方面，三元鋰離子電池也有很大的優(yōu)勢。
【3】重要差別
?鐵鋰標(biāo)稱電壓3.2-3.3V，錳系3.6-3.7V，這個是最明顯的差別。
?鐵鋰體系的優(yōu)點(diǎn)：理論壽命長，理論耐過充過放性能優(yōu)良。
?三元體系的優(yōu)點(diǎn)：能量密度高，低溫性能好，體積小，放電線性好。
?鐵鋰的缺點(diǎn)：體積大，重量大，放電線性不好，低溫性能差。
?三元體系的缺點(diǎn)：循環(huán)壽命略差，高溫條件下壽命差。
單論電池，也沒有所謂的誰更好誰更差。只是套用到實(shí)際使用場景中，三元鋰離子電池相比磷酸鐵鋰離子電池，更加適應(yīng)現(xiàn)在以及未來的家用電動汽車。
三元材料適合新能源汽車
【1】低溫放電性能更好
我國幅員遼闊，氣候復(fù)雜，從最北端的東北三省到最南端的海南諸島溫度變化非常豐富。以北京為例，作為電動汽車的主力市場，北京夏季最高溫度在40℃左右，而冬季則基本保持在零下16℃左右，甚至更低。這樣的溫度區(qū)間顯然適合低溫性能更佳的三元鋰離子電池。而重視耐高溫性能的磷酸鐵鋰離子電池在北京的冬季會顯得有些乏力。
相對25℃容量是指不同溫度條件下放電容量與25℃時放電容量的比值。該數(shù)值能夠準(zhǔn)確反映出電池在不同溫度條件下續(xù)航的衰減，越接近100%，電池表現(xiàn)越好。
從上圖中能夠看出，以25℃為基準(zhǔn)常溫，兩類電池在55℃高溫下放電與常溫25℃下放電，放電容量幾乎沒有差別。但在零下20℃時，三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池相比有比較明顯的優(yōu)勢。
【2】能量密度更高
根據(jù)國內(nèi)三元材料18650圓柱電池龍頭公司比克電池供應(yīng)的資料，其18650電池的能量密度已經(jīng)達(dá)到了232Wh/kg，后續(xù)將會進(jìn)一步提高至293Wh/kg。而相比之下，目前國內(nèi)主流的磷酸鐵鋰離子電池能量密度也僅達(dá)到150Wh/kg左右，據(jù)國內(nèi)電池行業(yè)專家剖析，未來幾年之內(nèi)，磷酸鐵鋰離子電池的能量密度能夠達(dá)到300Wh/kg的希望非常渺茫。
不同于體積龐大的電動巴士，關(guān)于家用電動汽車來說，空間永遠(yuǎn)是第一位的。能量密度較低的磷酸鐵鋰離子電池將會占據(jù)原本就不多的汽車空間，并且由于更重的質(zhì)量，在使用時的放電續(xù)航也會受到比較大的影響。相對而言能量密度較高的三元鋰離子電池在解決重量問題的同時也為家庭用車節(jié)省出了空間。
【3】充電效率更高
除了續(xù)航之外，充電也是電動汽車在實(shí)際使用中的重要環(huán)節(jié)，而三元鋰離子電池在充電效率方面較磷酸鐵鋰離子電池有著非常大的優(yōu)勢。
目前市面上較為常見的充電方式為恒流恒壓式充電。一般在充電開始時先采用恒流充電，此時的電流較大，充電效率相對更高。而在電壓達(dá)到一定數(shù)值之后，降低電流改為恒壓充電，這樣可以讓電池充的比較滿一些。在這個過程中，恒流充電容量與電池總?cè)萘康谋戎?，稱為恒流比。它是衡量一組電池在充電過程中充電效率的關(guān)鍵數(shù)值。
通常百分比越大說明在恒流階段充入的電量越高，也就證明該電池的充電效率更高。
從表中可以看出，三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池在10C以下充電時，恒流比無明顯差距，10C以上倍率充電時，磷酸鐵鋰離子電池恒流比例迅速降低，充電效率迅速降低。
